superconduttività è una proprietà visualizzato da alcuni materiali a temperature molto basse. Materiali trovati ad essere superconduttori tra cui metalli e loro leghe (stagno, alluminio, e altri), alcuni semiconduttori, ceramica e alcuni noti come cuprates che contengono rame e atomi di ossigeno. Un superconduttore conduce elettricità senza resistenza, l'unica struttura. Si allontana anche i campi magnetici perfettamente in un fenomeno noto come effetto Meissner, perdendo qualsiasi campo magnetico interno che avrebbe potuto avere prima di essere raffreddato ad una temperatura critica. A causa di questo effetto, superconduttori ad alcuni può essere fatto galleggiare all'infinito di sopra di un forte campo magnetico.

Per la maggior parte dei materiali superconduttori, alla temperatura critica è inferiore a circa 30K (30 ° C sopra lo zero assoluto). Ma alcuni materiali, chiamati superconduttori ad alta temperatura, effettuare la fase di transizione alla superconduttività a temperature molto più critica, in genere superiore a 70K e talvolta alto come 138K. Questi materiali sono quasi sempre cuprato-ceramica perovskite. Essi visualizzare le proprietà leggermente diverso da quello di altri superconduttori, e il modo in cui la transizione alla superconduttività non è stato ancora del tutto spiegato. Talvolta essi sono chiamati superconduttori di tipo II per distinguerli dai convenzionali di tipo I superconduttori.

La teoria del convenzionale, superconduttori a bassa temperatura, tuttavia, è ben compreso. In un conduttore, flusso di elettroni attraverso un reticolo di ioni di atomi, rilasciando alcune delle loro energie nel reticolo di riscaldamento e il materiale. Questo flusso viene chiamato elettricità. Perché gli elettroni sono in continuo sbattere contro il reticolo, una parte della loro energia è perso e la corrente elettrica diminuisce di intensità mentre viaggia in tutto il conduttore. Questo è ciò che si intende per resistenza elettrica in conduzione.

In un superconduttore, il flusso di elettroni si legano l'uno all'altro in modalità chiamata coppie di Cooper, che deve ricevere una scossa notevole di energia che deve essere spezzato. Elettroni in coppie di Cooper presentano proprietà superfluidic, che scorre incessantemente senza opporre resistenza. Il freddo estremo del superconduttore vuol dire che i suoi atomi membri non sono vibrante intensità sufficiente a rompere le coppie di Cooper a parte. Di conseguenza, le coppie di Cooper soggiorno a tempo indeterminato legati gli uni agli altri fino a quando la temperatura rimane al di sotto del valore critico.

elettroni in coppie di Cooper attraggono l'un l'altro attraverso lo scambio di fononi, quantizzata unità di vibrazione, all'interno del reticolo vibrazione del materiale superconduttore. Elettroni non può legame direttamente gli uni agli altri nel modo in cui i nucleoni non perché non sperimentare la cosiddetta forza forte , la "colla" che tiene insieme protoni e neutroni nel nucleo. In aggiunta, gli elettroni sono tutti caricati negativamente e quindi si respingono l'un l'altro se ne troppo vicini. Tuttavia, ogni elettrone aumenta leggermente la carica del reticolo atomico che lo circonda, la creazione di un dominio di rete di carica positiva che a sua volta richiama altri elettroni. Le dinamiche di coppia Cooper nei superconduttori convenzionali è stato descritto matematicamente dalla teoria della BCS superconduction, sviluppato nel 1957 da John Bardeen, Leon Cooper e Robert Schrieffer.

Come mantenere la scoperta di nuovi materiali che superconduct a temperature più alte, ci stiamo avvicinando alla scoperta di un materiale che si integrerà con le nostre reti elettriche, disegni e modelli elettronici senza incorrere in bollette refrigerazione enorme. Un importante passo avanti è stato fatto nel 1986, quando J. G. Bednorz e K. A. Müller ha scoperto superconduttori ad alta temperatura, aumentare la temperatura critica sufficiente che la freddezza necessaria potrebbe essere realizzato con l'azoto liquido piuttosto che con costosi elio liquido. Se riuscissimo a scoprire un superconduttore ancora più impressionante ad alta temperatura, forse sarebbe diventato economicamente fattibile per la trasmissione di energia elettrica per lunghe distanze senza alcuna perdita di potenza. Una varietà di altre applicazioniesistono negli acceleratori di particelle, motori, trasformatori, lo stoccaggio di potenza, filtri magnetici, fMRI scansione, e levitazione magnetica